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Druckspüler für Wasserklosetts
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Die Erfinc.ung betrifft einen Druckspüler für Wasserklosetts, bestehend
aus einem Gehäuse mit einem Gehäusestutzen fir den Wassereintritt, einem Spülventil
mit einem Ventilkolben, der selbsttätig durch zunehmende Wasserdruckbelastung in
einer mit dem Gehäusestutzen durch eine Düse verbundenen Druckausgleichskammer in
die Schließstellung zurückkehrt, und mit einem an das Spülventil sich anschließenden
röhrenförmigen Gehäuseraum mit einen zylinderförmigen Einsatzkörper, der den Wasserstrcm
an einer Rohrbelüftungsöffnung der Gehäusewand vorbei zu dem mit einem Spülrohr
verbindbaren Austrittsende des Gehäuseraumes leitet und der eine Spülstromregulierungsdrossel
zur selbsttätigen Einstellung eines im wesentlichen gleichbleibend großen Spülstromes
bei unterschiedlichen Wasserdrücken enthält.
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Nach bestehenlen Normungen soll ein Druckspüler für Wasserklosetts
je Spülvorgang eine Spülmenge von nicht weniger als 6 und nicht mehr als 14 Litern
durchlassen1 was über die Offnungszeit des Spülventils geregelt wird, die von d(:r
Ztit des Wasserdruckaufbaues in der Druckausgleich;kamner für den selbsttätigen
Schließvorgang des Spülv(ntiLs und von der (ntsprechenden Kalibrierung der die 3ruckausgleichsl
.amme.r mit dem Wassereintrittsstutzen des Druckspüle's ve.rbindenden Düse abhängt.
Innerhalb dieser Anforderung soll der Spülstrom, das heißt die sekundlich durch
den geöffneten Druckspüler durchfließende Wassermenge, nach bestehenden Normungen
im 3bereich von 1,0 bis 1,3 Liter pro Sekunde liegen, und z-var auch dann, wenn
die Betriebsdrücke in
der Wasserleitung zwischen den Normprüfdrücken
von 1,2 bis 5 bar schwanken. Hierzu besitzen gewöhnliche Druckspüler eine manuell
verstellbare Einstellschraube, mit der der Hub des Spülventilkolbens beim öffnen
so begrenzt oder der Querschnitt des Wassereintrittsstutzens des Gehäuses so verändert
werden kann, daß bei dem jeweils in der Wasserleitung herrschenden Betriebsdruck
der gewünschte beziehungsweise vorgeschriebene Spülstrom eintritt. Aufwendigere
Druckspüler besitzen eine unterschiedliche Betziebsdriìcke automatisch ausgleichende
und einen gleichbleibenden Spülstrom selbsttätig einstellende Regulierungseinrichtung.
Bei einem bekannten Druckspüler dieser Art ist hierzu in dem an das Spülventil sich
anschließenden Gehäuseraum ein Einsatzkörper in Form einer Strahlhülse angeordnet1
die den Wasserstrom an einer üblicherweise im Bereich des Gehäuseraumes an der Gehäusewand
vorgesehenen, die Gefahr eines Wasserrückflusses durch den Druckspüler in die Wasserleitung
verhindernden Rohrbelüftungsöffnung vorbeileitet und in der zentrisch eine in Strömungsrichtung
auf einem Führungsstift gegen die Kraft einer mechanischen Feder verschiebbare Drosselglocke
angeordnet ist, die bei zunehmendem Betriebsdruck in der Wasserlei--ungS wodurch
sich der auf die Drosselglocke einwirkende Staudruck der Wasserströmung in der Strahlhülse
erhöht, eine trichterförmige Querschnittsöffnung der Strahlhülse zunehmend verengt
und dadurch als selbsttätige Spülstromregulierung wirkt. Bei diesem Druckspüler
muß die Drosselglocke so auf dem Führungsstift mechanisch geführt werden, daß sie
nicht verkanten und klemmen oder sich festsetzen kann, und besteht das Problem,
die die Drosselglocke entgegen der Strömungsrichtung zurückdrückende schraubenförmige
Feder in ihrer Federlänge, Federhärte und Federkennlinie so auszubilden
und
zu beherrschen, daß im Bereich der Normprüfdrücke eine Konstanthaltung des Normspülstromes
gewährleistet wird. Nachteilig bei diesem bekannten Druckspü-; ler ist weiterhin,
daß der die Strah hülse des Einsatzkörpers durchströmende und von der Drosselglocke
mehr oder weniger gedrosselte einzige dicke.WWsser- , niciit strahl Strömungsgeräusche
verursacht, die/fUr einen Druckspüler de.r besten, leisesten Geräuschklasse I die
Normforderung hinsichtlich eines Geräuschverhaltens von weniger als 20 Dezibel (dBa)
erfüllen.
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Die Erfindung hat sich die Aufgabe gestellt, einen Druckspüler der
eingangs genannten Gattung zu schaffen, der eine einfach und kostengünstig herstellbare
und zuverlässig funktionierende und die Normanforderung erfüllende automatische
Spülstromregulierung aufweist und dabei in der Geräuscharmut die Normanforderungen
der besten Geräuschklasse I erfüllt.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß in dem an das
Spülventil sich anschließenden Gehäuseraum ein Einsatzkörper angeordnet ist, der
etwa in halber axialer Länge in ein dem Spülventil zugekehrtes Oberteil und ein
dem Austrittsende des Gehäuseraumes zugekehrtes Unterteil unterteilt ist und einen
zwischen Ober- und Unterteil gebildeten scheibenförmigen Stauraum aufweist, daß
das Oberteil an seinem den geschlossenen mittleren Querschnittsbereich umgebenden
ringförmigen Randbereich von einer Mehrzahl von auf mehreren Lochkreisen angeordneten
Durchflußbohrungen axial durchsetzt ist und das Unterteil unterhalb der Ausmündungen
der Durchflußbohrungen in den Stauraum mehrere nur auf einem Lochkreis angeordnete
axiale Drosselbohrungen aufweist, deren Gesamtquerschnitt kleiner ist als der
Gesamtquerschnitt
der Durchflußbohrungena und daß die dem Stauraum zugekehrte Stirnseite des Unterteils
innerhalb des Lochkreises der Drosselbohrungen einen kugelkalottenförmig in den
Stauraum vorgewölbten Mittelbereich aufweist und an ihrem Randbereich außerhalb
des Lochkreises der Drosselbohrungen einen aufgelegten Stauring aus gummielastisch
verformbarem Material trägt, der mit seinem Innenrand radial von außen her in einen
Teil des Eintrittsquerschnittes der Drosselbohrungen vorsteht und bei Über schreiten
einer vorbestimmten Strömungsbeaufschlagung vom Stauraum her radial nach innen zusammendrückbar
ist unter zunehmender Verengung des Eintrittsendes der Drosselbohrungen.
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Der Einsatzkörper ist einfach und billig zum Beispiel aus Kunststoff
herstellbar und mit den länglichen kanalartigen Durchflußbohrungen und Drosselbohrungen
auszubilden, wobei Oberteil und Unterteil so zusammengesetzt und fest miteinander
verbunden werden, daß zwischen ihnen de radial nach außen geschlossene Stauraum
entsteht. Der aus dem Spülventil austretende dicke Wasserstrahl wird durch die Durchflußbohrungen
des Oberteils brausenartig in eine Mehrzahl von feineren Wasserstrahlen zerteilt,
die über den Randzonenbereich des Oberteils verteilt sind, damit sie beim Eintritt
in den Stauraum überwiegend auf den Stauring auftreffen und diesen mit einem Staudruck
beaufschlagenw wobei der kugelkalottenförmige Mittelbereich der Unterteilstirnseite
wichtig dazu beiträatg die Wasserströmung strömungsgünstig vom Mittelbereich der
Unterteilstirnseite radial nach außen zum Drosselring und zum Eintrittsende der
Drosselbohrungen zu lenken Der Drosselring ist lose auf die Unterteilstirnseite
aufyesetzt und an seinem außerhalb der Drosselbohrungen liegenden äußeren Umfangsrand
an dem Unterteil gegen exzentrisches Versetzen geführt und kann sich auf der
Unterteilstirnseite
radial nach innen bei elastischer Verformung frei bewegen. Die Durchflußbohrungen
des Oberteils und die Drosselbohrungen des Unterteils werden zunächst so kalibriert,
daß unter weiterer Berücksichtigung einer teilweisen Überdeckung des Eintrittsquerschnittes
der Drosselbohrungen radial von außen her durch den nicht oder noch nicht nennenswert
elastisch verformten Stauring bei kleinem vorkommenden Wasserleitungsdruck die gewünschte
Spülstrommenge auftritt. Wenn der Wasserleitungsdruck ansteigt und damit Strömungsgeschwindigkeit
und Strömungsdruck der durch die Durchflußbohrungen des Oberteils in den Stauraum
eintretenden und auf den Drosselring auftreffenden feineren Wasserstrahlen zunimmt,
tritt überraschend, wie sich bei der Erprobung des erfindungsgemäßen Druckspülers
gezeigt hat, nach einer sehr kurzen Reaktionszeit eine solche Deformierung des Stauringes
ein, daß der Stauring, unterstützt durch die beschleunigte Umströmung seines in
den Eintrittsquerschnitt der Drosselbohrungen hineinragenden inneren Umfangsrandes,
auf seiner Abstützfläche der Unterteilstirnseite durch elastisches Zusammendrücken
radial nach innen wandert und den Eintrittsquerschnitt der Drosselbohrungen derart
zunehmend überdeckt und versperrt, daß bei höherem vorkommenden Wasserleitungsdruck
praktisch dFe gleiche sekundliche Wassermenge durchgelassen wird, also unabhängig
vom vorkommenden Wasserleitungsdruck die Spülmenge im wesentlichen konstant bleibt.
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Mit der erfindungsgemäßen Ausbildung des Druckspülers wird daher eine
einfach und billig ausbildbare und zuverlässig funktionierende automatische Spülstromregulierung
erreicht. Dabei wird gleichzeitig mit der langen Führung der feineren Wasserstrahlen
in den Durchflußbohrungen des Oberteils, mit der weiteren Beruhigung der Wasserstrahlen
in dem Stauraum und mit
der anschließenden langen Führung wiederum
feinerer Wasserstrahlen in den Drosselbohrungen des Unterteils eine außerordentlich
wirksame Geräuschdämpfung und beceutende Geräuschverminderung der gesamten Wasserströmung
im Druckspüler erreicht.
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In der Zeichnung ist im axialen Längsschnitt ein besonders bevorzugtes
und erprobtes Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Druckspülers dargestellt.
Das Gehäuse 1 des Druckspülers besitzt einen Gehäusestutzen 2 für den Wassereintritt.
In dem Gehäuse 1 ist ein Spülventil mit einem Ventilkolben 3 angeordnet8 der in
herkömmlicher Weise arbeitet, indem der Ventilkolben durch den Wasserdruck in einer
mit dem Gehäusestutzen 2 über eine Düse 4 in Verbindung stehenden Druckausgleichskammer
5 in seine Schließstellung gecrückt wird und bei Druckentlastung der Druckausoleichskammer
5 durch Betätigen eines Entlastungsventils 6 an einem Druckknopf 7 durch den Wasserdruck
im Gehäusestutzen 2 in die öffnungsstellung angehoben wird. Nach Loslassen des Entlastungsventils
6 wird erneut ein Wasserdruck in der Druckausgleichs];ammer 5 aufgebaut wodurch
der Ventilkolben 3 selbsttlitig wieder in seine Schließstellung zurückkehrt. An
das Spülventil schließt sich ein röhrenförmiger Gehäuseraum 8 an, an dessen Austrittsende
9 ein Spülrohr 10 anschlie3bar ist. Im Bereich des Gehäuseraumes 8 ist die Gehäusewand
mit einer Rohrbelüftungsöffnung 11 versehen, die zwischen dem Spülventil und dem
Auslaßende des Spülrohres 10 eine Rohrunterbrechung bildet, um die Gefahr zu verhindern,
daß in einem Störfall Wasser durch das Spülrohr in die an den Gehäusestutzen 2 angeschlossene
Wasserleitung zurückströmen kann In dem Gehäuseraum 8 ist ein zylinderförmiger Einsatzkörper
12 angeordnet, der bei einer Druckspülerbet tigung den Wasserstrom an der Rohrbelüftungsöffnung
11
vorbeiführt und zu dem Austrittsende 9 des Gehäuseraumes 8 leitet. Dieser Einsatzkörper
12 ist aus einem Oberteil 13 und einem Unterteil 14 zusammengesetzt, derart, daß
sie zwischen sich etwas in halber axialer Länge des Einsatzkörpers 12 einen scheibenförmigen
Stauraum 15 bilden. Das Oberteil 13 ist an seinem mittleren Querschnittsbereich
geschlossen und an seinem ringförmigen Randbereich von einer Mehrzahl von Durchflußbohrungen
16 axial durchsetzt. Als besonders geeignet wurde gefunden, die Durchflußbohrungen
mit einem Durchmesser von 3 mm auszubilden und sechzehn Durchflußbohrungen au::
einem äußeren Lochkreis mit einem Lochkreisdurchmesser von 19 mm und acht Durchflußbohrungen
auf einem inneren Lochkreis mit einem Lochkreisdurchmesser von 12 mm anzuordnen.
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Unter der Ausmündung der Durchflußbohrungen 16 in den Stauraum 15
ist das Unterteil 14 mit mehreren nur auf einem einzigen Lochkreis angeordneten
axialen Drosselbohrungen 17 versehen. Als besonders geeignet wurde yefunden, auf
einem Lochkreis mit einem Lochkreisdurchmesser von 19 mm zwölf Drosselbohrungen
mit einem Durchmesser von 4 mm anzuordnen. Die dem Stauraum 15 zugekehrte Stirnseite
des Unterteils 14 ist innerhalb des Lochkreises der Drosselbohrungen 17 mit einem
kugelkalottenförmig in den Stauraum 15 vorgewölbten Mittelbereich 18 ausgebildet,
vorzugsweise mit einem Kugelradius von 15 mm, wobei es sich für das Gerauschverhalten
des Druckspülers und für die Geräuschdämpfung als besonders günstig gezeigt hat,
den Stauraum 15 am Scheitel des gewölbten Mittelbereichs 18 mit einer axialen öhe
von 4 mm auszubilden. Außerhalb des Lochkreises der Drosselbohrungen 17 ist an dem
Randbereich des Stauraumes 15 respektive an dem Randbereich der Stirnseite des Unterteils
14 ein lose aufgelegter Drosselring 19 angeordnet, der
in einer
Aussparung mit abgeflachter Auflagefläche liegt und dadurch in dem Unterteil 14
zentrisch gehalten ist. Zwischen dem inneren Umfangsrand des Stauringes 19 und der
Begrenzungsfläche der Aussparung ist ein ausreichend großes Bewegungsspiel für den
Stauring 19 vorhanden. Der Stauring 19 besteht aus einem gummielastisch verformbaren
Material. Mit seinem inneren Umfangsrand steht er radial von außen her etwas in
den Eintrittsquerschnitt der Drosselbohrungen 17 vor. Als besonders geeignet wurde
gefundene den Stauring 19 scheibenförmig flach und mit einem Außendurchmesser von
26 mm und einem Innendurchmesser von 21 mm auszubilden und für ihn einen Acrylnitril-Butadien-Kautschu'
zu verwenden, der eine Shore--Härte von mindestens 65 und höchstens 75, vorzugsweise
von 70 hat. Bei kleinem Betriebsdruck in der Wasserleitung bleibt der Drosselring
19 im wesentlichen unverformt und der Eintrittsquerschnitt der Drosselbohrungen
17 weit geöffnet und nur geringfügig durch den vorstehenden inneren Umfangsrand
des Stauringes 19 überdeckt. Sobald der Betriebsdruck in der Wasserleitung ansteigt,
wird der Drosselring 19 durch die Strömung und den Staudruck im Stauraum 15 nach
kurzer Reaktions- und Ansprechzeit radial nach innen elastisch zusammengedrückt,
wodurch der Eintrittsquerschnitt der Drosselbohrungen 17 zunehmend von dem Drosselring
19 verengt wird und trotz erhöhten Betriebsdruckes in der Wasserleitung der Spülstrom
automatisch reduziert wird. Mit dem vorstehend beschriebenen Druckspüler ist eine
automatische und selbsttätige Spülstromregulierung erreichbar die im Prüfdruckbereich
von 1,2 bis 5 bar einen nahezu konstanten Spülstrom von 1ç0 bis 1aX Litern pro Sekunde
ergibt. Ferner wird mit dem vorstehend beschriebenen Druckspüler eine Geräuscharmut
erzielt; die mit weit unter 20 Dezibel die strengen Forderungen für die Zugehörigkeit
zur
optimalen Geräuschklasse I erfüllt.